Gravitricity: accumulo di energia con la gravità

Non è una batteria come comunemente la immaginiamo: è Gravitricity. Questo sistema sfrutta la forza di gravità per immagazzinare energia e impiega pochi secondi per rilasciarla. Secondo gli sviluppatori la loro soluzione troverà larga applicazione nel settore delle energie rinnovabili.

Come funziona Gravitricity

Il prototipo si trova nell’area portuale di Leith, Edimburgo, in Scozia. La struttura prevede un vano ascensore alto 15 metri in cui però non è presente alcun ascensore. Al suo posto è presente un peso di ferro di 50 tonnellate fissato su cavi d’acciaio.

Una serie di motori elettrici, lentamente, sollevano il peso fino a metà altezza. A questo punto, il dispositivo, rappresenta una enorme “batteria” di energia potenziale, grazie alla gravità. Quando necessario, infatti, il peso viene fatto cadere e i motori diventano generatori producendo 250 kW di energia. Questa conversione energetica è completa in 11 secondi.

Un sistema del genere tende a mimare un tradizionale impianto idroelettrico di stoccaggio e generazione elettrica. La differenza principale, però, sta nel fatto che un impianto idroelettrico richiede un paesaggio specifico, un sistema autorizzativo complesso e una infrastruttura particolarmente costosa. Questo impianto, invece, ha un design particolarmente semplice e permette di sfruttare, ad esempio, miniere già esistenti.

La startup, che attualmente conta 14 persone, prevede di costruire il primo impianto su scala industriale nel 2023 con un dislivello di 1 km e carichi di metallo che permetteranno una produzione di picco fino a 4 MW.

Un nuovo rivale per le batterie al litio

Oliver Schmidt, consulente in energia pulita e visiting researcher presso l’Imperial College di Londra, afferma che questo sistema abbia degli intrinseci vantaggi nei confronti delle batterie al litio. Il primo, e anche il principale, è che le batterie al litio possono caricarsi e scaricarsi per un numero limitato di volte a causa della perdita di capacità. Questo, aggiunge, accade generalmente in qualche anno. I componenti meccanici che invece costituiscono il sistema di Gravitricity possono agevolmente durare decenni senza particolari modificazioni.

Miles Franklin, lead engineer di Gravitricity, aggiunge inoltre che l’impatto del loro sistema è molto minore della controparte “chimica”. Produrre ferro è estremamente meno impattante che estrarre metalli e terre rare per le batterie.

Gravitricity, ma quanto mi costi?

Oliver Schmidt, utilizzando i dati economici di Gravitricity stessa ha prodotto un report che dimostra come, includendo costruzione, costi operativi e manutenzione, il sistema è più economico della controparte al litio.

Per un progetto di 25 anni, infatti, Gravitricity costa 171$/MWh. Sempre secondo i calcoli, infatti, un progetto analogo di accumulo al litio costa 367$/MWh.

Gravità e idrogeno

Nei piani futuri di Gravitricity è presente l’idea di accoppiare i sistemi di accumulo per gravità a sistemi di stoccaggio di gas pressurizzati. Il fondatore della società, infatti, Martin Wright afferma che “la futura economia dell’idrogeno avrà bisogno di trovare modi economici e sicuri per immagazzinarlo dove necessario”. Secondo Wright ogni pozzo di Gravitricity sarà un grande contenitore a pressione sigillato. Sarà un sistema più sicuro ed economico degli attuali sistemi di stoccaggio dell’idrogeno.

Un po’ di realismo

Gravitricity non rappresenta l’unica soluzione per quanto riguarda l’accumulo energetico sfruttando la gravità. Diverse infatti le aziende che lavorano e svolgono ricerca in questo settore. La Gravity Power in California dove, grazie alle rinnovabili, acqua viene pompata sotto un pistone, sollevandolo. Quando c’è bisogno di energia il pistone viene lasciato libero di cadere sotto il suo peso, forzando l’acqua in un generatore idroelettrico. La New Energy Let’s Go, azienda tedesca, utilizza un sistema simile. La svizzera Energy Vault usa una gru a più braccia con motori-generatori per impilare una torre alta 120 metri e fatta da centinaia di mattoni da 35 tonnellate. L’altezza di questa torre varia a seconda della domanda energetica.

La tecnologia di accumulo energetico mediante gravità è ancora molto immatura, afferma Oliver Schmidt. Le aziende del settore, infatti, hanno fatto pochi progressi. Energy Vault ha raccolto nel 2019 solo 110 milioni di dollari di finanziamenti e solo nel 2021 ha avuto i primi sviluppi commerciali.

I piccoli impianti a gas naturale sono ancora la soluzione migliore per compensare le fluttuazioni di domanda energetica. I sistemi di accumulo per gravità non riusciranno a diventare economicamente sostenibili se non verranno incentivate politiche energetiche carbon-free. Una situazione piuttosto “grave”, neanche a dirlo.